煤化工工艺流程18692.docx
煤化工工工艺流程程典型的焦焦化厂一一般有备备煤车间间、炼焦焦车间、回回收车间间、焦油油加工车车间、苯苯加工车车间、脱脱硫车间间和废水水处理车车间等。 焦化厂生生产工艺艺流程 1.备备煤与洗洗煤 原煤一一般含有有较高的的灰分和和硫分，洗洗选加工工的目的的是降低低煤的灰灰分，使使混杂在在煤中的的矸石、煤煤矸共生生的夹矸矸煤与煤煤炭按照照其相对对密度、外外形及物物理性状状方面的的差异加加以分离离，同时时，降低低原煤中中的无机机硫含量量，以满满足不同同用户对对煤炭质质量的指指标要求求。 由于洗洗煤厂动动力设备备繁多，控控制过程程复杂，用用分散型型控制系系统DCCS改造造传统洗洗煤工艺艺，这对对于提高高洗煤过过程的自自动化，减减轻工人人的劳动动强度，提提高产品品产量和和质量以以及安全全生产都都具有重重要意义义。 洗煤厂工工艺流程程图 控制方方案 洗煤厂厂电机顺顺序启动动/停止止控制流流程框图图 联锁/解锁方方案：在在运行解解锁状态态下，允允许对每每台设备备进行单单独启动动或停止止；当设设置为联联锁状态态时，按按下启动动按纽，设设备顺序序启动，后后一设备备的启动动以前一一设备的的启动为为条件（设设备间的的延时启启动时间间可设置置），如如果前一一设备未未启动成成功，后后一设备备不能启启动，按按停止键键，则设设备顺序序停止，在在运行过过程中，如如果其中中一台设设备故障障停止，例例如设备备2停止止，则系系统会把把设备33和设备备4停止止，但设设备1保保持运行行。2.焦炉炉与冷鼓鼓 以1000万吨吨/年-1444孔-双双炉-44集气管管-1个个大回流流炼焦装装置为例例，其工工艺流程程简介如如下： 100万万吨/年年焦炉_冷鼓工工艺流程程图 控制方方案 典型的的炼焦过过程可分分为焦炉炉和冷鼓鼓两个工工段。这这两个工工段既有有分工又又相互联联系，两两者在地地理位置置上也距距离较远远，为了了避免仪仪表的长长距离走走线，设设置一个个冷鼓远远程站及及给水远远程站，以以使仪表表线能现现场就近近进入DDCS控控制柜，更更重要的的是，在在集气管管压力调调节中，两两个站之之间有着着重要的的联锁及及其排队队关系，这这样的网网络结构构形式便便于可以以实现复复杂的控控制算法法。 控控制系统统网络结结构 集气管管“4+11”优化控控制方案案 图中PP1至PP4是集集气压力力值，是是本系统统控制之之重点，PP是集气气管压力力之平均均值，它它反映了了集气管管的一般般工作状状态，在在“4+11”控制中中（“4”代表四四个集气气管，“1”代表选选择大回回流调节节阀RBB还是液液力偶合合器EFF控制，两两者必选选其一），时时间分配配器根据据集气管管压力的的变化：偏差和和偏差变变化率，根根据液偶偶调速慢慢的特点点，适当当地分配配大回流流与液偶偶的调节节量。集集气管压压力变化化的特点点是：瞬瞬态变化化大，调调节时互互相产生生耦合，本本控制算算法设计计有一个个解耦算算法，可可减少或或消除耦耦合，以以保证各各个单回回路系统统能独立立地工作作，该控控制算法法采用经经典控制制理论与与离散控控制理论论相结合合的优化化控制方方法，取取得了良良好的控控制效果果。集气管压压力调节节优化控控制示意意图 联锁方方案 报警、联联锁和停停车系统统是为提提高工艺艺生产装装置的安安全性而而设置的的特殊程程序，本本控制系系统将联联锁控制制分为三三个部分分：冷鼓鼓工段联联锁控制制、鼓风风机联锁锁控制、鼓鼓风机油油泵联锁锁控制。 冷鼓工工段联锁锁结构图图 控制效果果分析 影响集集气管压压力的因因素是多多样的，诸诸如装煤煤、平煤煤、推焦焦和交换换机换向向等，当当这些因因素暂时时不存在在时，焦焦炉工艺艺系统较较为稳定定。当工工艺系统统处于装装煤、平平煤、推推煤或换换向机换换向等情情况中的的一种或或几种时时，系统统会出现现波动期期，控制制曲线呈呈现脉冲冲状，这这是因为为控制系系统在迅迅速响应应，将其其压力往往给定值值方向上上调整，经经过数次次调节，系系统再次次进入稳稳定期，周周而复始始。 从从控制效效果图中中可以看看到，带带变频的的控制效效果要优优于带大大回流调调节阀的的情况，原原因是显显而易见见的，在在变频器器控制下下的电机机调节动动态性能能要好于于调节阀阀，然而而，最新新设计的的百万吨吨级的冷冷鼓系统统都采用用了通过过液力偶偶合器进进行调速速的鼓风风机，其其调速性性能则慢慢得多，而而且工艺艺上并不不允许对对此进行行频繁调调节，因因此，采采用大回回流调节节阀参与与集气管管压力调调节则是是目前的的一种合合理选择择。在目目前这两两种控制制结构下下，其稳稳定期的的控制偏偏差范围围是±20PPa；波波动期的的偏差控控制范围围是±50PPa，但但时间持持续较短短，完全全可以满满足工艺艺上的要要求。 带变频频控制器器的集气气管压力力调节效效果图 带大回流流调节阀阀集气管管压力调调节效果果图 焦炉画面面 带低压鼓鼓风机的的冷鼓画画面1 带高压鼓鼓风机的的冷鼓画画面 冷鼓罐区区画面 鼓风机机运行画画面3.脱硫硫、硫回回收、硫硫氨及洗洗苯脱苯苯 回收主主要包括括硫铵、脱脱硫及硫硫回收、洗洗苯脱苯苯工段。 硫铵的的工艺流流程是将将剩余氨氨水通过过预热、分分离，反反应生成成液体硫硫铵，硫硫铵液经经结晶、干干燥后包包装。 脱硫及及硫回收收的工艺艺流程是是脱硫液液和溶液液在脱硫硫塔中进进行反应应将硫分分离出来来，然后后溶液进进入再生生塔再生生。洗苯脱苯苯的工艺艺流程是是贫富油油经洗苯苯塔清洗洗后进入入脱苯塔塔，利用用温度的的不同产产生轻苯苯油水和和重苯油油水，经经油水分分离器进进行分离离。 洗苯脱苯苯工艺流流程框图图 硫铵工艺艺流程图图 脱硫及硫硫回收工工艺流程程图 鼓风冷冷凝工段段流程图图 洗氨蒸蒸氨工段段流程图图 洗苯脱脱苯工段段流程图图 控制方方案 硫铵工工段主要要有两个个控制回回路：进进沸腾干干燥器温温度调节节和蒸氨氨塔顶汽汽温度调调节，通通过检测测进沸腾腾干燥器器的温度度和蒸氨氨塔顶汽汽温度和和给定值值进行比比较后调调节其进进入的蒸蒸汽流量量来实现现：采用用常规的的PIDD控制即即可。常规PIID调节节框图脱硫及硫硫回收工工段主要要有三个个控制回回路：进进脱硫塔塔B溶液液流量调调节、进进再生塔塔溶液流流量调节节和进再再生塔BB空气流流量调节节，采用用常规的的PIDD控制。 洗苯脱脱苯工段段主要有有两个控控制回路路和一个个联锁控控制：出出管式炉炉富油温温度调节节和脱苯苯塔出口口油汽温温度调节节。 联锁控控制是当当入管式式加热炉炉的煤气气压力小小于2.0kPPa的时时候，切切断入管管式炉的的煤气，等等到其煤煤气压力力高于22.0kkPa的的时候，再再打开入入管式炉炉的煤气气。出管式炉炉富油温温度串级级调节框框图 这里采用用内环为为出管式式炉过热热蒸气流流量的串串级调节节，以减减少蒸汽汽压力波波动的干干扰。 脱苯塔塔出口油油气温度度调节采采用内环环为出管管式炉过过热蒸气气流量的的串级调调节，以以减少蒸蒸汽压力力波动的的干扰。 另外实实际生产产过程中中，蒸汽汽压力会会有可能能大于脱脱苯塔可可承受的的最大压压力，为为保护塔塔体，在在串级调调节中增增加一个个切换，当当塔内压压力大于于某一值值的时候候，改为为以塔压压作为调调节对象象。脱苯塔出出口油气气温度串串级调节节框图4.蒸氨氨 蒸氨工工段主要要完成对对来自于于炼焦配配合煤中中的剩余余氨水进进行蒸馏馏的过程程。 蒸氨工工段工艺艺流程框框图 控制方方案 XC：为选择择控制，用用于控制制蒸氨塔塔温度压压力，其其选择变变量是蒸蒸氨塔塔塔顶温度度T和蒸蒸汽压力力P，在在合适的的压力范范围内，以以温度调调节为主主，否则则就切换换到压力力调节上上，以确确保塔的的安全。 PC11和PCC2：为为分程调调节，其其判定变变量为蒸蒸氨塔顶顶部逸出出的混合合气体的的压力，在在压力区区间P11（低）的的情况下下，混合合气体被被送往氨氨分解炉炉，在压压力区间间P2（高高）的情情况下，混混合气体体则直接接用于尾尾气吸收收。 FC11和FCC2，空空气流量量与煤气气流量的的比值控控制，在在氨分解解炉中，为为了使氨氨分解过过程正常常进行，要要保持空空气流量量和煤气气流量的的合适比比值，以以保证燃燃烧过程程的经济济性和安安全性。蒸氨工段段工艺流流程图5.粗苯苯精制 粗苯是是由多种种有机物物组成的的复杂混混合物，主主要成分分是苯及及其同系系物甲苯苯、二甲甲苯及三三甲苯等等。粗苯苯精制过过程就是是通过化化学的方方法将粗粗苯中的的不饱和和化合物物、硫化化物等除除去，然然后用蒸蒸馏方法法将苯类类产品分分离出来来的过程程。 在连续续式粗苯苯精制过过程中，比比较常见见的工艺艺是五塔塔蒸馏方方式。粗苯精制制工艺流流程框图图 控制方方案 在粗苯苯精制过过程中，主主要是要要解决各各种塔的的操作问问题，这这些塔的的共同点点是为了了进行物物质分离离，其分分离的原原理是：根据混混合液中中各种组组分的相相对挥发发度不同同，使液液相中的的轻组分分上升，重重组分下下降，从从而达到到分离物物质的作作用。塔釜温度度控制框框图 塔釜温温度控制制是采用用加热蒸蒸汽流量量与塔釜釜温度进进行串级级控制来来实现的的，影响响塔釜温温度的主主要因素素是物料料进入再再沸器后后带走的的热量，而而再沸器器的热量量是由进进入塔釜釜的蒸汽汽所提供供的，因因此，塔塔釜的温温度可以以通过调调节进入入再沸器器的蒸汽汽流量来来控制的的，同时时引入进进料流量量进行前前馈控制制，以此此来实现现对塔釜釜的温度度控制，由由于蒸汽汽的加入入量对塔塔的其他他参数如如塔压影影响很大大，为了了保证塔塔的安全全，这里里增加一一个条件件判断，当当塔压在在安全范范围内用用蒸汽流流量和温温度串级级控制，当当塔压过过高时采采用塔压压控制的的方法，使使塔压降降下来，以以保证塔塔设备的的安全。 影影响塔顶顶温度的的因素有有许多，例例如物料料的回流流量、再再沸器的的加热蒸蒸汽量、冷冷凝器的的冷却水水量等，其其中影响响最大，作作用最强强的是物物料回流流量，所所以通过过回流量量可以控控制塔顶顶的温度度，由于于塔的进进料量和和其组成成是主要要干扰因因素，由由于5个个塔是前前后串联联的，前前一个塔塔的出料料是后一一个塔的的进料，前前后关联联，进料料量是不不可控的的，因此此在这里里引入前前馈.塔顶温度度控制框框图五塔式粗粗苯精制制流程图图 蒸馏过程程控制曲曲线6.焦油油加工 焦油是是煤在干干馏和气气化过程程中获得得的液体体产物，它它是一种种具有刺刺激臭味味的黑色色或黑褐褐色的粘粘稠状液液体。到到目前为为止，煤煤焦油仍仍然是很很多稠环环化合物物和含氧氧、氮和和硫的杂杂环化合合物的唯唯一来源源。煤焦焦油产品品已经在在化工、医医药、染染料、农农药和炭炭素等行行业中得得到广泛泛应用。 目前采采用较多多并且比比较成熟熟的焦油油蒸馏工工艺是：单塔式式焦油管管式炉蒸蒸馏工艺艺。 单塔式焦焦油管式式炉蒸馏馏工艺流流程图 控制方案案管式炉出出口温度度控制原原理框图图 典型控制制环节： FT11：入管管式炉原原料焦油油流量控控制。 TT： 管式式炉焦油油出口温温度控制制：这是是蒸馏过过程中最最重要的的控制环环节。采采用串级级控制，TT2为炉炉膛温度度，作为为串级控控制的内内环，它它反应了了炉膛温温度的快快速变化化，T11为管式式炉出口口温度，作作为内环环，变化化较慢，产产生精调调作用，理理想情况况下控制制误差仅仅在1至至2范范围内，完完全可以以满足工工艺控制制要求。 TT33：二段段蒸发器器塔顶温温度调节节，控制制塔顶组组分，单单回路。 TT44：馏分分塔顶温温度调节节，控制制塔顶组组分，单单回路。 LT11：一段段蒸发器器塔底液液位调节节，控制制塔底液液位,由由于物料料在工艺艺管线中中行走较较长,控控制上滞滞后较大大,但可可以控制制在合适适的范围围之内，单单回路。 LT22：馏分分塔低底底液位调调节,控控制塔底底液位,在自动动状态下下应设置置液位控控制下限限,不能能全关,防止调调节阀堵堵死，单单回路。 FT22：三混混油流量量控制，单单回路。7.工业业萘 萘是有有机化学学工业的的重要原原料，萘萘主要存存在于煤煤焦油中中，以焦焦油加工工切取的的含萘宽宽馏分再再进行精精馏就可可获得含含萘955%的工工业萘。双炉双塔塔工业萘萘生产控控制流程程典型控制制环节： TRBB，TRRR：进进工业萘萘初馏管管式炉和和精馏管管式炉煤煤气流量量调节，目目的是控控制管式式炉物料料出口温温度，同同时也稳稳定了塔塔底温度度，该环环节采用用串级控控制，炉炉膛温度度为内环环，物料料出口温温度为外外环。 管式炉出出口温度度控制原原理框图图 TU11，TUU2：分分别为初初馏塔顶顶温度调调节和精精馏塔顶顶温度调调节，通通过调节节塔顶回回流量来来调节顶顶部温度度，合适适的塔顶顶和塔底底温度有有利于塔塔内传质质和传热热过程的的顺利进进行。 LLR1，LLR2：分别为为初馏塔塔低液位位调节和和精馏塔塔底液位位调节，通通过合适适的液位位调节，防防止塔底底液位过过高而淹淹塔或液液位过低低中断蒸蒸馏过程程的进行行。 焦油蒸馏馏主控画画面 工业萘主主控画面面 焦油蒸馏馏综合趋趋势 工业萘精精馏综合合趋势 控制效果果分析 焦油加加工过程程中的核核心控制制是管式式炉出口口温度控控制，经经我DCCS调节节该出口口物料温温度的偏偏差可控控制在±±1至22左右，完完全满足足生产工工艺的要要求，从从趋势图图中可以以看出，其其它相关关工艺也也运行平平稳。焦化厂安安全基本本要求1、焦化化设施的的设计应应保证安安全可靠靠，对于于危险作作业、恶恶劣劳动动条件作作业及笨笨重体力力劳动作作业，应应优先采采取机械械化、自自动化设设备。 2、散发发有害物物质的设设备应进进行密闭闭，避免免直接操操作。 3、焦化化主体设设施的设设计和制制造应有有完整的的技术文文件，设设计审查查应有使使用单位位的安全全部门参参加。 4、施工工必须按按设计进进行，如如有修改改应经设设计单位位书面同同意。隐隐蔽工程程，应经经使用单单位与施施工单位位共同检检查合格格，才能能封闭。施施工完毕毕，应由由施工单单位编制制竣工说说明书及及竣工图图，交付付使用单单位存档档。 5、新建建、扩建建、改造造和大修修的焦化化设计，必必须经过过检查验验收合格格，并有有完整的的安全操操作规程程，才能能投入运运行。焦焦化设施施的验收收，应有有使用单单位的安安全部门门参加 。 6、对焦焦化作业业人员必必须进行行安全技技术教育育和操作作培训，经经考试合合格，方方可独立立工作。 7、对对焦化作作业人员员，每隔隔1-2年应应进行一一次职业业危害体体检，体体检结果果记入“职工健健康监护护卡片”。对身身患职业业病、职职业禁忌忌或过敏敏症，符符合调离离规定者者，应及及时调离离岗位。 8、存在在危险物物质的场场地，应应设醒目目的安全全标志。 9、可能能泄漏或或滞留有有毒、有有害气体体而造成成危险的的地方，应应设自动动监测报报警装置置。 10、较较高的通通行、操操作和检检修场所所，应设设平台或或防护栏栏杆。 11、易易燃、易易爆或高高温明火火场所的的作业人人员禁止止穿着化化纤服装装。 12、在在易燃、易易爆场所所，禁止止使用易易产生火火花的工工具。 13、禁禁止使用用轻油、洗洗油、苯苯类等易易散发可可燃蒸汽汽的液体体或有毒毒液体擦擦洗设备备、用具具、衣物物及地面面。 36
